沥青路面结构可靠度及优化方法研究

在进行沥青路面结构可靠度分析中,存在可靠度敏感性、设计变量相关性分析复杂和常用计算方法(蒙特卡罗法)模拟次数多的缺点,特别是在基于可靠度的优化分析中。采用有限元软件ANSYS完成敏感性和相关性分析以给可靠度计算提供依据,二次多项式序列响应面法计算沥青路面结构的可靠度,并结合遗传算法进行可靠度优化计算,计算结果表明了有限元法、响应面法和遗传算法在沥青路面结构可靠度优化分析方面的适用性和优越性。     

维修措施对沥青路面结构可靠度的影响研究

对沥青路面结构采取维修措施(加铺沥青层),将直接影响其可靠度。利用蒙特卡罗模拟法(MCS)分析沥青路面结构可靠度,并对维修变量(加铺层厚度、抗压回弹模量)和响应值、可靠度进行回归分析,得到用于计算维修后路面结构可靠度的回归模型。通过与弹性层状体系理论计算结果的对比,验证了这种计算方法的有效性。研究结果可用于路面结构可靠度预测,对于网级路面管理中优化模型的研究和维修方案的制定具有重要意义。     

基于数值模拟的沥青路面结构可靠度分析

以有限元分析软件ANSYS为工具,进行了沥青路面结构可靠度的分析与计算,讨论了几何建模、网格划分、失效概率的计算、随机输入输出变量的确定、各设计参数的变异性对于沥青路面结构可靠度的影响、设计参数的相关性等问题。并通过基于多层弹性层状体系应力计算程序对可靠度计算方法进行了检验。结果表明:模量的变异比厚度的变异对可靠度影响大,尤其以土基模量的变异性对可靠度影响最大;面层厚度的变异对于可靠度的影响也比较大。输入变量相关程度都比较低。有限元软件ANSYS计算沥青路面结构可靠度有足够的精度,且计算简便,可以作为路面结构可靠度领域的一种新的计算途径。     

基于混合算法的大跨度斜拉桥可靠度评估

为研究大跨度顸应力混凝土(PC)斜拉桥的可靠度评估问题,提出了适用于大跨度PC斜拉桥这类复杂结构可靠性分析的混合算法.该方法综合运用了有限元分析(FEA)、径向基函数(RBF)神经网络、遗传算法(GA)和Monte Carlo重要抽样(MCIS)方法,并对算法中的关键步骤(RBF神经网络的初始样本点设计方法、MCIS的抽样中心点位置等)进行了改进,使结构分析模块与可靠度计算模块智能结合.利用数值算例的可靠度分析对该算法的有效性进行了验证.最后,以一座主跨为420 m的双塔PC斜拉桥为工程背景,进行了正常使用极限状态下的可靠度分析.参数分析表明:在汽车荷载作用下,该斜拉桥的主梁跨中位移超限失效概率比最长斜拉索强度失效概率高;汽车荷载的均值和标准差是影响斜拉桥可靠度的重要因素;随着汽车荷载均值系数的增大,主梁跨中位移超限失效的可靠指标下降的趋势较为显著.     

沥青路面模糊随机可靠度分析

在传统可靠度理论的基础上,分析了沥青路面模糊随机可靠度。其参数及失效均采用模糊集,推导的可靠指标与失效概率也是模糊集。对沥青路面模型进行了计算,并就结果进行了比较,结果表明,在所有抗力项目中,弯沉盆可靠度指标的值最小,即破坏可能性最大。同时与一般可靠性理论计算的结果比较可知,基层下部的弯沉盆和应力才是最弱的项目。因而从模糊随机可靠度的观点来看,在沥青路面中将得出更好的结果。同时结果表明,当参数和准则考虑模糊特性时,可靠指标将是一个连续变量,并在限制水平接近1时达到最大值,这与工程实际是一致的。从结果可知,提出的方法更接近工程实际。     

路面结构可靠度分析及应用

对沥青路面结构可靠度设计方法的分析及应用进行了论述,给出了以弯沉和基层底面弯拉应力为控制指标的方法,根据结合原理给出了计算实例。     

有限元-无网格伽辽金耦合方法模拟沥青路面裂纹扩展

基于断裂力学理论,利用无单元伽辽金-有限元耦合方法分析了沥青路面的开裂问题,研究了水平荷载、结构参数等因素的影响。结果显示,水平荷载对沥青路面Top-Down裂纹(TDC)的扩展不利,它使得裂纹尖端的应力强度因子增大,裂纹扩展路径缩短,疲劳寿命减小;交通荷载作用下,沥青面层越薄,越容易产生开裂;Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子随着沥青面层模量、基层模量的增加而近似线性增加,裂纹的起裂角随着面层模量的增加而减小,随着基层模量的增加而增大;随着土基弹性模量的增加,Ⅰ型应力强度因子线性减小,裂纹扩展角增大。     

沥青路面结构设计可靠度分析中的PSO模型

根据沥青路面结构可靠度的含义及的几何意义,将可靠度的问题就转化为求解有约束条件的极小值问题后,采用PSO求解可靠度指标优化模型,成功地将PSO应用于沥青路面结构可靠度计算领域,进一步丰富了沥青路面结构可靠度的分析计算理论。     

基于模量梯度变化的沥青路面结构力学分析

采用有限元法对无裂缝和带裂缝的沥青路面结构进行力学分析,研究了面层梯度对路面结构的拉应力和应力强度因子KⅠ和KⅡ的影响。结果表明,面层模量梯度越大,路面结构中的拉应力和应力强度因子也越大,且KⅡ远大于KⅠ。     

车辆载荷作用下沥青路面应力分析

基于沥青路面弹性层状结构,利用ANSYS有限元软件分析了水平载荷、超载额度对沥青路面力学状态的影响,得出沥青路面内部应力、应变分布规律;建立了沥青路面应力分析有限元模型,并利用数值软件进行分析,为沥青路面结构设计和施工提供参考。     

沥青路面显式功能函数的推导及其可靠度分析

把沥青路面结构上的交通参数(轴载Pi、作用次数ni、车道横向分布系数η、交通量年增长率γ)和结构参数(上层、基层、土基模量E1、E2、E0;上层、基层厚度H1、H2)处理成随机变量,应用Matlab软件和程序化分析方法,以路表弯沉为控制指标,建立了沥青路面结构显式表示的功能函数Z.根据该Z编写了路面结构可靠度计算程序,计算了沥青路面结构的可靠指标卢,并分析了B对各类具有不同变异特件随机变量的敏感性,给出了口与各随机变量波动参数ti的关系曲线.算例结果表明,对卢的影响最敏感的随机变量有Pi影响次之的有H2、H1、Eo、n,η、E2、E1.基于上述结果,在沥青路面结构可靠度研究时,给出了要重点考虑的随机变量.     

沥青面层反射裂缝荷载型应力强度因子回归分析

针对目前对沥青路面的开裂机理研究仅属于定性分析的情况,采用断裂力学理论,通过适当的条件假定,建立了带裂缝的沥青路面结构4层体系平面应变分析模型,对正对称荷载与偏荷载作用下、4种极限层间结合状态所对应的沥青面层反射裂缝张拉型应力强度因子KⅠ与剪切型应力强度因子KII进行了回归和分析。结果表明:在各裂缝扩展比例下,张拉型应力强度因子与剪切型应力强度因子同各结构层参数能够呈很好的幂函数关系,可采用分段回归方法和幂函数乘积的形式对应力强度因子进行回归,给出了回归参数,经过检验,回归精度能够满足实际工程精度要求。     

应力吸收层对沥青路面结构中剪切应力的影响分析

文章研究了砂粒式应力吸收层的回弹模量和泊松比等参数,针对设置砂砾式应力吸收层的半刚性基层沥青路面结构和两种常规沥青路面结构,分析了不同位置层间剪切应力的变化规律,认为设置应力吸收层对路面结构的剪切应力影响较大,应提高中面层抗剪强度和层间粘结能力。     

半刚性基层沥青路面结构抗反射裂缝影响因素分析

借助ABAQUS有限元计算平台,应用断裂力学理论,综合分析半刚性基层沥青路面反射裂缝影响因素及影响程度,并对分析结果进行极差分析。结果表明,沥青层模量对半刚性基层沥青路面反射裂缝尖端应力强度因子影响程度最大,增大沥青层模量将显著增加裂缝尖端应力强度因子;基层-土基层间粘结状况对反射裂缝尖端应力强度因子的影响仅次于沥青层模量;半刚性基层及土基模量对反射裂缝尖端应力强度因子影响最小。因此,在采用高模量沥青层增加沥青路面结构抗永久变形能力同时,应注意其对半刚性基层沥青路面结构抗反射裂缝能力的不良影响。     

京港澳高速公路驻信段改扩建工程旧路车辙病害综合分析

车辙作为沥青路面最主要的病害之一,严重降低了行车安全性和舒适性,在一定程度上降低了路面承载能力,削弱面层及路面结构的整体强度,使得沥青路面的路用性能迅速下降。依托京港澳高速公路驻信段实体工程,对其沥青路面病害类型与程度进行现场调研。通过该高速公路原有沥青路面车辙病害特征以及对旧料进行抽提回收分析,从材料组成、结构组合等方面,分析旧路结构的车辙成因,为加宽路面的抗车辙技术决策提供参考。     

设ATPB的半刚性基层沥青路面结构疲劳特性分析

采用断裂力学方法给出了设沥青稳定排水基层（ATPB）的半刚性基层沥青路面结构裂缝尖端应力场和位移场,进而推导出了裂缝尖端的应力强度因子计算公式;利用有限元法分别计算了半刚性基层沥青路面结构和设ATPB的半刚性基层沥青路面结构裂缝尖端的应力强度因子,并利用Paris公式预估了这2种路面结构的疲劳寿命。结果表明：设ATPB可明显提高半刚性基层沥青路面结构疲劳寿命,具有延缓和抑制半刚性基层沥青路面结构反射裂缝的作用。     

广东省公路路面典型结构分类标准研究

重点从气候片区、交通荷载等级、路基等级、结构安全等级等四个方面对广东省公路路面典型结构的分类标准进行了分析和研究.研究系统地划分了广东省交通荷载等级、路基等级以及气候片区,提出适合广东省的公路路面典型结构分类标准,并将可靠度设计指标引入沥青路面典型结构设计中,明确量化了各级公路路面结构的安全性标准.其研究成果为研究广东...     

结构参数对应力层沥青路面结构剪切应力的影响

文章在分析设置应力吸收层的半刚性基层沥青路面结构参数的基础上,研究了沥青路面结构层厚度和模量对水平剪切应力的影响,针对设置应力吸收层对路面结构的剪切应力的不利影响,提出了应确保中面层最小厚度的思路。     

半刚性基层沥青路面裂缝调查和研究

半刚性基层沥青路面是我国高等级公路和城市路面的主要结构形式,具有较好的板体性和较高的强度、能够有效提高沥青路面结构的承载能力、工程造价低等优点,但半刚性材料也具有难以克服的干缩和温缩特性,会导致半刚性基层开裂,进而向上发展,沥青面层产生反射裂缝。现通过对单纯的半刚性基层沥青路面、增加应力吸收层和柔性基层ATB的复合半刚性基层沥青路面的裂缝情况进行调查和分析,提出工程可行的路面结构设计和施工建议。     

黏层洒布与沥青混合料摊铺一体机技术层间黏结性能研究

为研究一体机技术在沥青路面层间黏结性能,运用ABAQUS有限元模拟分析不同超载和刹车工况下的层间拉应力和剪应力,并研究了沥青路面层间黏结的技术需求,对比了传统黏层施工技术3种状态(未受破坏、受到破坏、受到污染)下的黏结强度.结果 表明:超载和刹车对层间应力均有一定的影响,其中刹车对层间应力影响更为明显;提出了超载+刹车...